【摘 要】
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传统的环境毒理学采用生物和化学分析技术研究环境污染物在细胞、动物和人体样本中的毒性作用机制和代谢转化,缺乏针对生物样本异质性、生物标志物的空间分布特点的研究。质
【机 构】
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香港浸会大学,环境与生物分析国家重点实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金(批准号:21507106,91543202);香港RGC-GRF(1230195);香港浸会大学SDF(15-1012-P04)资助项目
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传统的环境毒理学采用生物和化学分析技术研究环境污染物在细胞、动物和人体样本中的毒性作用机制和代谢转化,缺乏针对生物样本异质性、生物标志物的空间分布特点的研究。质谱成像技术,可进行生物组织切片以及细胞样本的代谢物、蛋白、多肽等生物分子的原位分析,对样本中目标分子的组成、丰度和特异性分布进行全面、高通量的快速分析。现阶段,将组学研究和质谱成像技术相结合来研究环境污染物的毒性、迁移和转化,受到了广泛的关注。针对环境中的双酚类污染物,我们实验室选取典型的双酚A(BPA)替代物双酚S(BPS)和双酚F(BPF)进行小鼠的暴露实验,并对肝脏和肾脏进行质谱成像分析。以肾脏为例,分别两个剂量下的BPS暴露(10μg/kg/day和100μg/kg/day)均能造成小鼠肾脏不同程度的损伤,包括肾小球坏死、肾小管间隙肿大和破裂,同时造成多种代谢物丰度显著变化,干扰多种生命过程相关的重要代谢通路。采用质谱成像技术发现,筛选的多种标志物在肾脏中具有组织特异性分布。与炎症的发生密切相关的信号脂质鞘磷脂SM(d22:0/20:4)、神经酰胺Cer(d18:2/24:1)和鞘氨醇So(d18:0)分别在肾皮质区域、肾髓质区域和肾盂区域显著上调。同时,发现了与细胞膜均一性和稳定性密切相关的结构脂质三酰甘油酯TAG(16:0/14:0/16:0)和磷脂酰丝氨酸PS(18:0/22:6)等在肾皮质区域显著上调,二酰基甘油脂DAG(18:0/22:6)和磷脂酰乙醇胺脂PE(20:1/20:4)等在肾皮质区域显著下调。我们采用3D-质谱成像技术对肾脏进行重构研究,发现了三个与异质性相关的标志物亚结构:DAG(18:0/22:6)、SM(d22:0/20:4)和Cer(d18:2/24:1)。这些重要的信息对于环境污染物诱导的各种疾病的检测分析具有十分重要的意义[1-3]。
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